CC BY
110
333^»— Аграрный вестник Урала № 2 (120), 2014 г. - < JJJ^^l
Экология ъу
УДК 326.1
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УРБАНОЗЕМОВ НА ПРИМЕРЕ ТЕРРИТОРИЙ ГОРОДА ТЮМЕНИ
Л. Н. СКИПИН,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, А. Г. БЕРСЕНЕВА,
аспирант, Тюменский государственный архитектурно-строительный университет
(625001, г. Тюмень, ул. Луначарского, д. 2; тел.: 8 (3452) 43-05-93; e-mail: injki@tgasu.ru)
Ключевые слова: почва, экологическая оценка, загрязнение, тяжелые металлы, накопление, пробы, фон. Представлен отбор проб на территориях школ по городу Тюмени и на территории предприятия ОАО «Тюменский аккумуляторный завод». Почвы являются важнейшим барьером для нефтепродуктов, тяжелых металлов и других токсичных соединений на пути их миграции из атмосферы города в грунтовые воды. Данные территории относятся к социально значимым объектам, поэтому требуют наибольшего внимания. Отмечена предрасположенность почв к накоплению тяжелых металлов относительно фона и предельно-допустимых концентраций. Такая тенденция наблюдается в основном в верхнем слое почвы — 0-20 см, превышение фоновых концентраций почти по всем тяжелым металлам (Zn, Pb, Cu, Cd). На территории промышленного предприятия выявлено многократное увеличение свинца в сравнении с нормируемыми показателями. Содержание всех анализируемых элементов в почвах не достигает двукратного превышения, что позволяет отнести все эти почвы к удовлетворительному состоянию, при этом наблюдается тенденция к аккумуляции тяжелых металлов относительно фона и значения ПДК. Основная масса выбросов осаждается в непосредственной близости от источника загрязнения. На территории ОАО «Тюменский аккумуляторный завод» при производстве аккумуляторов содержание свинца в десятки и сотни раз превышает фоновые концентрации и значение ПДК. Все это приводит к необходимости постоянного и обязательного мониторинга почв промышленных зон и непосредственно территории селитебной среды.
ENVIRONMENTAL ASSESSMENT OF URBAN SOILS ON THE EXAMPLE OF TYUMEN AREA
L. N. SKIPIN,
doctor of agricultural sciences, professor, A. G. BERSENEVA,
graduate, Tyumen state university of architecture and civil engineering
(2 Lunacharskogo Str., 625001, Tyumen; tel: +7 (3452) 43-05-93; e-mail: injki@tgasu.ru)
Keywords: soil, ecological assessment, pollution, heavy metals, accumulation, sample, background. The article presents a sampling on the territories of schools around the city of Tyumen, and on the area of the enterprise JSC "Tyumen accumulator plant". Soils are a critical barrier for oil products, heavy metals and other toxic compounds on their migration path from the atmosphere of the city into the ground water. These areas belong to the socially significant objects, and therefore require the greatest attention. The susceptibility of soils to the accumulation of heavy metals is also noted with respect to the background and maximum allowable concentrations. This trend is observed mainly in the upper soil layer — 0-20 cm, an excess of background levels in almost all the heavy metals (Zn, Pb, Cu, Cd). On the territory of the industrial enterprise a multiple increase of lead is revealed in comparison with specified parameters. However, the contents of all of the analyzed elements in soils does not reach the two-fold excess, which says about a satisfactory state of all these soils, but there is a tendency to accumulate heavy metals comparatively to a background and MAC values. The bulk of emissions is deposited in the immediate proximity of a contamination source. On the territory of JSC "Tyumen Accumulator Plant" a lead content in the production of batteries is tens and hundreds of times higher than a background concentration and MPC value. All this leads to a need for a compulsory constant monitoring of soils at industrial zones and residential areas.
Положительная рецензия представлена Д. И. Ереминым, доктором биологических наук, доцентом кафедры агрохимии, почвоведения и мелиорации Тюменского государственного аграрного университета Северного .Зауралья.
Аграрный вестник Урала № 2 (120), 2014 г.
Экология *у
На протяжении уже многих лет актуальной задачей стало изучение и прогнозирование способности почв сохранять и восстанавливать свои свойства при активном влиянии многих факторов, в том числе и антропогенных. Почвы становятся одним из важнейших барьеров для нефтепродуктов, тяжелых металлов и других токсичных соединений на пути их миграции из атмосферы города в грунтовые воды и речную сеть [1]. Различные мероприятия, направленные на выявление, снижение, предотвращение и ликвидацию последствий техногенного загрязнения, должны осуществляться на локальном уровне. А для этого нужна, прежде всего, информация, позволяющая объективно оценить ситуацию, сложившуюся в том или ином районе города. Уровни существующего загрязнения почв в основном определяются видом их хозяйственного использования. Общая тенденция известна — усиление техногенного воздействия наблюдается от биогенных ландшафтов к промышленным зонам [2].
Цель и методика исследований.
Провести экологическую оценку территории городской среды г. Тюмени по качественному состоянию урбаноземов.
Задачи исследования:
1) определить уровни загрязнения урбаноземов тяжелыми металлами на территории социально-значимых объектов;
2) выявить степень загрязнения почв в промышленной зоне предприятий.
Результаты исследований.
В рамках настоящего исследования был произведен отбор проб почвы на территории 10 школ города Тюмени и в лесном массиве, в соответствии с ГОСТ 28168-89 «Почвы. Отбор проб». Отобраны
пробы почвы на глубине 0-20 и 20-40 см. Данные представлены в табл. 1. В районе промышленного предприятия была принята зона ОАО «Тюменского аккумуляторного завода». Определение количественного содержания тяжелых металлов в пробах почвы проводилось в соответствии с МУ 08-47/152 методом инверсионной вольтамперометрии. Нами был рассчитан коэффициент концентрации (Кс), который определяется как отношение реального содержания элемента в почве к фоновому. Суммарный уровень загрязнения: гс = ЕКс - (п - 1), где п = 4 — число учитываемых элементов. Результаты измерений сведены в табл. 2.
Практически все изученные элементы способны накапливаться в поверхностном слое почвы 0-20 см. Максимальная концентрация цинка зафиксирована на участке школы № 26, она превышает фоновую в 1,7 раза, а максимальная концентрация свинца — территории школы № 61 превышает фоновую в 2,6 раза. Содержание меди в большинстве образцов с глубиной снижалось, вплоть до полного отсутствия ее на участках школ № 26 и 61.
Превышение фоновых показателей цинка в слое 0-20 см выявлено на 5 участках, свинца — на 8, меди — на 7 и кадмия — на 4. В слое 20-40 см. фоновое содержание цинка превышено на 8 участках, свинца — на 2, меди — на 3 и кадмия — на 3. Превышение предельно допустимой концентрации зафиксировано для кадмия и цинка, веществ первого и второго классов опасности (слой 0-20 см), ПДК цинка превышено на 5 участках, кадмия — на 9; в слое 20-40 см по цинку такая закономерность отмечалась на участке школы № 31, а по кадмию на двух участках (школы № 26, 43). Тем не менее, содержание всех анализируемых элементов в изученных почвах не
Таблица 1
Содержание тяжелых металлов в пробах почвы г. Тюмени, мг/кг
Тяжелые металлы, мг/кг Место отбора проб ПДК, мг/кг
фон № школы
26 88 18 41 61 31 43 28 2 20
Слой 0-20 см
Цинк 22,0 38,0 27,0 20,0 35,0 8,3 6,8 16,0 24,0 16,0 24,0 23,0
Кс 1,00 1,73 1,23 0,91 1,59 0,38 0,31 0,73 1,09 0,73 1,09
Кадмий 1,00 0,74 0,61 1,80 1,20 0,13 0,80 0,34 1,10 1,20 0,63 0,5
Кс 0,13 0,74 0,61 1,80 1,20 0,13 0,80 0,34 1,10 1,20 0,63
Свинец 0,50 0,75 0,59 0,5 0,71 1,29 0,69 0,52 0,41 0,96 0,98 6
Кс 1,00 1,50 1,18 1,00 1,42 2,58 1,38 1,04 0,82 1,92 1,96
Медь 0,06 0,12 0,13 0,16 м. ч. м. 0,12 м. ч. м. м. ч. м. 0,15 0,13 0,14 3
Кс 1,00 1,90 2,06 2,54 м. ч. м. 1,90 м. ч. м. м. ч. м. 2,38 2,06 2,22
гс 2,87 2,08 3,25 1,21 1,99 < 1 < 1 2,39 2,91 2,9
Слой 20-40 см
Цинк 7,3 12 15 11 16 21 33 14 4,6 5,1 12 23
Кс 1,00 1,64 2,05 1,51 2,19 2,88 4,52 1,92 0,63 0,70 1,64
Кадмий 0,55 1,90 0,42 0,36 0,44 0,013 0,43 1,30 0,41 0,49 1,10 0,5
Кс 1,00 3,45 0,76 0,65 0,80 0,02 0,78 2,36 0,75 0,89 2,00
Свинец 0,67 0,77 0,24 0,26 0,39 0,48 2,10 0,31 0,18 0,60 0,34 6
Кс 1,00 1,15 0,36 0,39 0,58 0,72 3,13 0,46 0,27 0,90 0,51
Медь 0,09 м. ч. м. 0,11 м. ч. м. м. ч. м. м. ч. м. м. ч. м. м. ч. м. 0,08 0,31 0,1 3
Кс 1,00 м. ч. м. 1,22 м. ч. м. м. ч. м. м. ч. м. м. ч. м. м. ч. м. 0,89 3,44 1,11
гс 3,24 1,39 < 1 < 1 < 1 5,43 1,74 < 1 2,93 2,26
Примечание: м. ч. м. — менее чувствительности метода.
72
» - Аграрный вестник Урала № 2 (120), 2014 г. - <
Экология ь>)
Таблица 2
Содержание кадмия и свинца в почвах промышленной зоны, ОАО «Тюменский аккумуляторный завод», мг/кг
№ п/п Cd Kc Pb Kc гс ^ + РЬ)
1 0,12 2,00 300,0 202,70 204,70
2 0,08 1,33 925,4 625,27 626,60
3 0,07 1,17 > 1000,0 > 675,68 676,84
4 0,10 1,67 496,9 335,75 337,41
5 0,05 < 1 > 1000,0 > 675,68 не обнаружен
6 0,01 < 1 79,6 53,78 не обнаружен
7 0,01 < 1 322,0 217,57 не обнаружен
8 0,01 < 1 168,0 113,51 не обнаружен
9 0,01 < 1 > 1000,0 > 675,68 не обнаружен
10 0,01 < 1 > 1000,0 > 675,68 не обнаружен
11 0,01 < 1 610,9 412,77 не обнаружен
12 0,01 < 1 > 1000,0 > 675,68 не обнаружен
Фон 0,06 1,48 не обнаружен
ПДК/ОДК 0,50 6,00
Примечание: Кс — коэффициент техногенной концентрации; Zc — сум
достигает двукратного превышения по отношению к ПДК, что позволяет отнести почву к удовлетворительному состоянию. Оценка опасности загрязнения почв тяжелыми металлами по показателю гс (суммарный уровень загрязнения) проводится по оценочной шкале, градации которой разработаны на основе изучения состояния здоровья населения, проживающего на территориях с различным уровнем загрязнения почв [3]. Согласно этой шкале, все исследованные нами участки урбаноземов имеют допустимый уровень загрязнения, что соответствует минимальному негативному влиянию на здоровье человека.
Степень и характер техногенного воздействия предприятий, связанны с их производственной деятельностью и эффективностью природоохранного оборудования. В рамках осуществления экологического контроля был проведен отбор почв на содержание подвижных соединений кадмия и свинца, с целью оценки загрязненности земельных участков в зонах влияния промышленных предприятий. Рассмотрим уровень загрязнения почв в районах промышленных предприятий. Территория ОАО «Тюменский аккумуляторный завод» относится к категории загрязнения почв «чрезвычайно опасной», что приводит к увеличению заболеваемости детей и нарушению репродуктивной функции женщин. Почва на
арный коэффициент загрязнения.
территории промышленной зоны при производстве аккумуляторов в десятки и сотни раз превышает не только фоновые концентрации по свинцу, но и значение ПДК.
Коэффициент техногенной концентрации по свинцу превышает 675,68, а это значит, что это явление представляет опасность для людей, осуществляющих производственную деятельность на этом предприятии. Высокая степень загрязнения свинцом обусловлена спецификой производства.
Выводы.
Проанализировав содержание тяжелых металлов в почвах социально-значимых объектах города Тюмени, следует отметить, что почвенный покров исследованных участков относится к удовлетворительному, при этом наблюдается тенденция к аккумуляции тяжелых металлов относительно фона и значения ПДК. Основная масса выбросов осаждается в непосредственной близости от источника загрязнения. На территории ОАО «Тюменский аккумуляторный завод» при производстве аккумуляторов, содержание свинца в десятки и сотни раз превышает фоновые концентрации и значение ПДК. Все это приводит к необходимости постоянного и обязательного мониторинга почв промышленных зон и непосредственно территории селитебной среды.
Литература
1. Гусейнов А. Н. Экология города Тюмени : состояние, проблемы. Тюмень : Издательская фирма «Слово», 2001. 176 с.
2. Методические указания по оценке городских почв при разработке градостроительной и архитектурно-строительной документации / разраб. А. С. Курбатовой, В. Н. Башкиной и др.
3. ГН 2.1.7.2041-06. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве.
4. СанПиН 2.1.7.1287-03. Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы.
References
1. Guseynov A. N. Ecology of the city of Tyumen : condition, problems. Tyumen : Publishing house "Slovo", 2001. 176 p.
2. Methodical guidelines on the assessment of urban soils during the development of city-planning, architectural and construction documents / developed by А. S. Kurbatova, V N. Bashkina et al.
3. HN 2.1.7.2041-06. Maximum permissible concentrations (MPCs) of chemical substances in soil.
4. SanRaN 2.1.7.1287-03. Sanitary and epidemiological requirements for soil quality.
